이 논문은 정량적 실시간 역전사 중합효소 연쇄 반응을 사용하여 급성 신장 손상 마우스 모델의 신장에서 microRNA 발현을 검출하기 위한 프로토콜을 제시합니다. 이 프로토콜은 허혈성 신장 손상 마우스 모델과 microRNA 샘플의 신중한 추출을 강조합니다.
방법 논문
이 논문은 정량적 실시간 역전사 중합효소 연쇄 반응을 사용하여 급성 신장 손상 마우스 모델의 신장에서 microRNA 발현을 검출하기 위한 프로토콜을 제시합니다. 이 프로토콜은 허혈성 신장 손상 마우스 모델과 microRNA 샘플의 신중한 추출을 강조합니다.
MicroRNA(miRNA)는 다양한 질병 상태에 관여하며 생쥐의 질병 조기 진단 및 치료를 위한 효과적인 바이오마커입니다. 그러나 급성 신장 손상(AKI) 마우스의 신장에서 miRNA의 정제 및 발현 검출을 위한 표준 프로토콜은 잘 확립되지 않았습니다. 이 연구는 정량적 실시간 역전사 중합효소연쇄반응(qRT-PCR)을 사용하여 신장 허혈-재관류에 의해 유도된 AKI 마우스 모델의 신장에서 miRNA를 정제하고 정량화하기 위한 효과적이고 간단한 프로토콜을 개발했습니다. 이 프로토콜은 1) 신장 허혈-재관류에 의한 AKI 유도, 2) 신장 적출, 3) 신장에서 miRNA를 포함한 전체 RNA 정제, 4) miRNA의 역전사에 의한 cDNA 합성, 5) miRNA 발현을 검출하기 위한 qRT-PCR의 5단계로 구성됩니다. 이 프로토콜을 사용하여 경증에서 중증의 AKI로 신장 허혈-재관류 손상 모델을 생성할 수 있습니다. 또한 절차를 올바르게 따르면 개체 차이가 최소화된 일관된 AKI 모델을 얻을 수 있습니다. 이 qRT-PCR assay는 매우 넓은 dynamic range를 보여주며 높은 특이성으로 정확하게 정량화할 수 있는 mature miRNA를 식별할 수 있습니다. 이 프로토콜은 AKI 신장에서 miRNA 발현 프로파일을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.
신장의 허혈-재관류 손상(IRI)은 급성 신장 손상(AKI) 발병의 주요 위험 요인 중 하나이다1. AKI는 환자의 예후에 중요한 역할을 하지만, 구체적인 치료법과 조기 진단 바이오마커는 확립되지 않았습니다.
MicroRNA(miRNA)는 약 18-25개의 염기를 가진 짧고 코딩되지 않은 RNA입니다. miRNA는 체액에서 안정적이며, 그 서열은 동물에서 매우 보존되어 있습니다2. MiRNA는 수천 개의 표적을 통해 여러 단백질의 발현을 조절하여 다양한 신호 전달 경로에 영향을 미칩니다 2,3,4,5,6,7,8. 최근 몇 년 동안 miRNA는 다양한 질병 상태에 관여하며 여러 질병의 조기 진단에 효과적인 바이오마커인 것으로 보고되었습니다.
이 프로토콜의 전반적인 목표는 IRI에 의해 유도된 AKI 마우스 모델의 신장에서 miRNA를 성공적으로 정제하고 검출하는 것입니다. 이 IRI 모델은 AKI와 신장 섬유증에 널리 사용되는 모델입니다. IRI 모델의 장점은 허혈-재관류가 이루어졌는지 여부를 육안으로 확인하고 정확한 AKI 발병 시간을 결정할 수 있다는 것입니다. 그러나 광범위한 세뇨관 손상을 일으킬 수 있을 만큼 충분히 긴 클램프 지속 시간은 높은 사망률과 관련이 있는 반면, 짧은 클램프 지속 시간은 세뇨관 손상을 일으키지 않으므로 이 실험 모델에서 세뇨관 손상 진행에 큰 변화가 있습니다. 양측 클램핑 모델과 비교했을 때, 편측 신장 IRI 모델에서 적출된 우측 신절제술 조직이 대조군 역할을 하여 신부전을 보장합니다.
신장 샘플은 유리 균질기를 사용하여 으깨지며, 여기서 단백질과 핵산은 분리되고 DNA와 RNA는 분리됩니다9. miRNA를 포함한 총 RNA는 실리카 멤브레인 기반 스핀 컬럼9를 사용하여 신장 샘플에서 정제됩니다. 그 후, poly(A) 중합효소 및 oligo-dT 프라이머10을 사용하여 총 RNA에서 cDNA 합성(역전사)을 수행합니다. 마지막으로, miRNA 발현은 intercalating dye10을 사용하여 qRT-PCR에 의해 결정됩니다. qRT-PCR은 종말점에서 증폭 부피의 PCR에 비해 유전자 발현을 더 정확하게 정량화할 수 있습니다. qRT-PCR은 고농도를 측정하고 넓은 동적 범위를 특징으로 하여 사이클 수에 따라 정확한 정량화가 가능합니다. 이전 연구에서는 간단한 프로세스를 사용하여 조직에서 miRNA를 효과적으로 정제하고 검출할 수 있다고 보고했습니다 8,9,10. cDNA 합성(역전사) 및 intercalating dye를 사용한 qRT-PCR에 의한 miRNA 발현 검출을 위한 이 프로토콜에 설명된 방법은 높은 정확도와 감도를 보여주는 것으로 보고되었습니다10.
또한 이 프로토콜은 간단하며 실험실 간에 일관된 결과를 얻을 수 있습니다. 따라서 이 프로토콜은 마우스 AKI 신장에서 매우 정확하고 민감한 miRNA 검출이 필요한 연구에 유용합니다.
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모든 동물 실험 프로토콜은 Jichi Medical University의 동물 윤리 위원회의 승인을 받았으며 Jichi Medical University Guide for Laboratory Animals의 실험 동물 사용 및 관리 지침에 따라 수행되었습니다.
1. IRI 모델
참고: 절차 전반에 걸쳐 저체온증, 장 보습 및 마취 깊이를 주의 깊게 모니터링하십시오.
2. 신장 검체 채취
참고: 이 비디오는 24시간 후에 신장을 채취하는 45분의 클램핑 시간을 담고 있습니다.
3. 신장 샘플에서 miRNA 정제
참고: 여기에서 30mg 무게의 신장 샘플은 마이크로 원심분리기 스핀 컬럼에서 유리 균질화기와 생체 고분자 파쇄 시스템을 사용하여 균질화됩니다. 그 후, 신장 샘플의 miRNA는 실리카 멤브레인 기반 스핀 컬럼을 사용하여 분리됩니다.
4. miRNA의 역전사
참고: 여기에서 1.0μg의 분리된 RNA는 역전사효소, 폴리(A) 중합효소 및 oligo-dT 프라이머를 사용하여 역전사됩니다.
5. miRNA의 qRT-PCR
참고: miRNA의 qRT-PCR은 삽입 염료를 사용하여 수행됩니다. 여기에서는 U6 small nuclear 2 (RNA-2), miRNA-17-5p, miRNA-18a-5p, miRNA-21a-5p, miRNA-132-3p, miRNA-212-3p, miRNA-223-3p, miRNA-574-5p에 대한 프라이머를 사용하였다.
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여기서, AKI 마우스의 miRNA 발현 프로파일을 조사하였다. miRNA 발현 프로파일은 마우스의 다양한 장기 및 조직에서 조사되었습니다. MiRNA는 중요한 전사 후 조절자이며 현재 AKI를 포함한 다양한 질병의 특성화에서 광범위하게 연구되고 있습니다. MiRNA는 병리학적 상태를 밝히고 AKI12 치료에 적용할 수 있는 잠재력이 있습니다. AKI의 주요 원인은 IRI, 신독성 모욕 및 패혈증입니다. 신장의 IRI는 AKI 발병의 주요 위험 요인 중 하나입니다. 수많은 miRNA가 AKI13에 관여하는 것으로 보고되었습니다.
이 연구는 여기에 설명된 프로토콜을 사용하여 패혈증 및 IRI 모델에서 일반적으로 변경되는 miRNA를 조사했습니다. 마이크로어레이 분석에 의해 AKI 마우스의 신장에서 상향 조절되는 것으로 나타난 17개의 miRNA를 선정하고, 인간에서 발현되는 것으로 보고된 이러한 ...
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이 원고에 제시된 프로토콜을 사용하여 IRI 마우스의 신장에서 추출한 miRNA를 qRT-PCR을 사용하여 성공적으로 정제 및 검출했습니다. 프로토콜에서 IRI 유도 절차의 중요한 점에는 AKI20에 영향을 미치는 것으로 알려진 체온 및 마취 농도의 신중한 모니터링이 포함됩니다. 이 프로토콜의 강점은 허혈-재관류가 이루어졌는지 여부를 시각적으로 확인할 수 있다는 것입니다. 그러나 이 IRI 모델에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 심각한 허혈을 유발하기 위해 클램프 시간을 연장하면 사망률이 증가합니다. 또한, 좌측 신장 동맥 클램프를 사용하여 신장 허혈이 이루어지지 않는 경우, 이는 신장 동맥과 정맥 이외의 신장으로 가는 혈관이 결찰/절단되지 않았기 때문입니다. AKI를 유도하는 다른 방법으로는 약물 주사(엽산, 아리스톨로옥산, 시스플라틴, 겐타마이신, 글리세롤, L-미모신, CoCL2, 카나마이신, 푸로세...
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저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.
이 원고의 초안을 편집해 주신 Nam Nguyen 박사에게 감사드립니다.
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후 나아 첨부 겸자 할당 없음 나 바이오폴리머 파쇄 시스템, , , ,
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 크 없는 벤트 팁 테이퍼 핀셋 | 츠메 제작소 | MA-47 | |
| 버퍼 RLT | Qiagen | 79216 | 워시 버퍼 1 |
| 버퍼 RWT | Qiagen | 1067933 | 워시 버퍼 2 |
| C57B6 마우스 | SLC | 치 | |
| 츠메 제작소 | MA-49 | ||
| 치아 없음 겸자 | 나츠메 제작소 | MA-48-1 | |
| 지혈 클립 | 나츠메 제작소 | KN&-minus; 353 | |
| MicroAmp Optical qRT-PCR용 96웰 반응 플레이트 | Thermo Fisher Scientific | 4316813 | 96웰 반응 플레이트 |
| MicroAmp 광학 접착 필름 | Thermo Fisher Scientific | 96웰 반응 플레이트용 4311971 접착 필름 | |
| miRNA-132-3p 프라이머 | Qiagen | MS00003458 | 5'UAACAGUCUACAGCCAUGGUCG |
| miRNA-17-5p 프라이머 | Qiagen | MS00029274 | 5'CAAAGUGCUUACAGUGCAGGUAG |
| miRNA-18a-5p 프라이머 | Qiagen | MS00031514 | 5'UAAGGUGCAUCUAGUGCAGAUAG |
| miRNA-212-3p 프라이머 | Qiagen | MS00003815 | 5'UAACAGUCUCCAGUCACGGCC |
| miRNA-21a-5p 프라이머 | Qiagen | MS00009079 | 5'UAGCUUAUCAUGAUGUUGA |
| miRNA-223-3p 프라이머 | Qiagen | MS00003871 | 5'UGUCAGUUUGUCAAAUACCCCA |
| miRNA-574-5p 프라이머 | Qiagen | MS00043617 | 5'UGAGUGUGUGUGUGAGUGUGUGU |
| miRNeasy Mini 키트 | Qiagen | 217004 | 실리카 멤브레인 기반 스핀 컬럼 |
| miScript II RT 키트 | Qiagen | 218161 | |
| miScript SYBR Green PCR 키트 | Qiagen | 218073 | |
| QIA 분쇄기 | Qiagen | 마이크로 원심분리기 스핀 컬럼의 | 79654 |
| QIAzol 용해 시약 | Qiagen | 79306 | 페놀/구아니딘 기반 용해 시약 |
| QuantStudio 12K Flex Flex Real-Time PCR 시스템 | , Thermo Fisher Scientific | 4472380 | 실시간 PCR 기기 |
| QuantStudio 12K Flex 소프트웨어 버전 1.2.1. | 써모 피셔 사이언티픽 | 4472380 | 실시간 PCR 기기 소프트웨어 |
| RNU6-2 프라이머 | Qiagen | MS00033740 | 공개 미 |
| 수술용 가위 | 나츠메 제작소 | B-2 | |
| 혈관 클립 어플라이어 | VITALITEC | 1621420 |
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